CN101465245B - 防止低压电器执行器件误动作的装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，提供一种防止低压电器执行器件误动作的装置，防止低压电器执行器件误动作的装置连接在输入信号与一驱动电路之间，驱动电路输出驱动信号驱动执行器件动作，其中，防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路或滤波电路，逻辑延时电路或滤波电路接收输入信号，并输出经稳态处理的输入信号给驱动电路，驱动电路基于经稳态处理的输入信号产生驱动信号。本发明的防止低压电器执行器件误动作的装置简单实用，可有效防止低压电器的执行器件误动作，提高低压电器执行器件的抗干扰能力。

Description

防止低压电器执行器件误动作的装置
技术领域
本发明涉及低压电器防误操作的技术，更具体地说，涉及一种防止低压电器执行器件误动作的装置。
背景技术
在低压电器领域，如框架断路器、塑壳断路器、电动机保护器等，当电路发生过电流、过电压、欠电压等故障时，需要使用执行器件，比如磁通变换器或者脱扣器进行相应的工作，起到保护电路的作用。
脱扣器常用来快速分断主回路，确保被保护设备的安全。
脱扣器的驱动电路有很多种，有模拟电子脱扣电路，有数字电子脱扣电路。模拟脱扣电路具有快速、可靠的特点，而数字脱扣电路具有设定简单，动作精确等特点，但是采用数字脱扣电路一般需要经过A/D采样、软件判断再发生动作指令，因此，其速度往往不如模拟电路快。
在一些需要快速分断的场合，特别是终端电器，发生短路故障时脱扣器必须快速地动作以确保设备安全，模拟脱扣电路能够满足其快速的要求。其中，利用单稳态触发器来驱动脱扣器是常用的一种。单稳态触发器具有如下特点，电路有一个稳态和一个暂稳态，在外来触发信号下，电路由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，在经过一段时间的延时后，电路会自动返回到稳态。当短路发生时，单稳态触发器接受短路故障发出的触发信号，并输出脱扣信号，从而保证设备安全。
脱扣器动作除了满足快速的要求外，还要求动作要可靠，以避免发生不必要的跳闸。而单稳态触发器由于其工作电源、触发信号等在上电时都存在一定的建立时间，这些因素容易导致其输出错误的信号，从而导致后级电路误动作。
发明内容
本发明旨在提供一种能有效防止误操作的装置，确保后级的执行机构进行准确的动作。
根据本发明，提供一种防止低压电器执行器件误动作的装置，防止低压电器执行器件误动作的装置连接在输入信号与一驱动电路之间，驱动电路输出驱动信号驱动执行器件动作，其中，防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路或滤波电路，逻辑延时电路或滤波电路接收输入信号，并输出经稳态处理的输入信号给驱动电路，驱动电路基于经稳态处理的输入信号产生驱动信号。
在一个实施例中，该防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路，该逻辑延时电路包括：
开机延迟开放电路，产生延时信号；
逻辑门电路，接收开机延迟开放电路产生的延时信号，还接收输入信号，通过延时信号和输入信号的逻辑组合，输出经稳态处理的输入信号。
该实施例中的执行器件为磁通变换器。
在另一个实施例中，防止低压电器执行器件误动作的装置包括滤波电路，该滤波电路包括：
互感器，采集电流并产生输入信号；
比较器，一个输入端连接互感器的输出、另一个输入端连接一预定的阀值；
第一滤波电路，连接到比较器的输出，对窄带干扰信号进行滤波；
单稳态触发器，连接到第一滤波电路的输出，输出脉冲信号；
第二滤波电路，连接到单稳态触发器的输出，第二滤波电路包括延时电容，在延时电容充电期间，第二滤波电路闭锁单稳态触发器的输出，第二滤波电路的输出作为经稳态处理的输入信号而输出。
在该实施例中，执行器件为脱扣器。
本发明的防止低压电器执行器件误动作的装置简单实用，可有效防止低压电器的执行器件误动作，提高低压电器执行器件的抗干扰能力。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的第一实施例的防止低压电器执行器件误动作的装置的电路原理图；
图2揭示了第一实施例的电路图；
图3揭示了根据本发明的第二实施例的防止低压电器执行器件误动作的装置的电路原理图；
图4揭示了第二实施例的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种防止低压电器执行器件误动作的装置，该防止低压电器执行器件误动作的装置连接在输入信号与一驱动电路之间，驱动电路输出驱动信号驱动执行器件动作，其中，防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路或滤波电路，逻辑延时电路或滤波电路接收输入信号，并输出经稳态处理的输入信号给驱动电路，驱动电路基于经稳态处理的输入信号产生驱动信号。
第一实施例
第一实施例中，执行器件为磁通变换器。
图1揭示了根据第一实施例，防止低压电器执行器件误动作的装置100的电路原理图，该装置包括逻辑延时电路，该逻辑延时电路包括：
开机延迟开放电路102，产生延时信号；
逻辑门电路104，接收开机延迟开放电路产生的延时信号，还接收来自于输入电路106的输入信号，通过延时信号和输入信号的逻辑组合，输出经稳态处理的输入信号给驱动电路108，进而驱动磁通变换器110。
参考图2，揭示了第一实施例的电路图。
开机延迟开放电路102由阻值为2K的电阻R11、二极管D11和电容值为470uF的电解电容C11组成。逻辑门电路104包括4个逻辑门CD1-CD4，每一个逻辑门都由CD4011逻辑门构成，其中，第一个逻辑门CD1的两个输入端(1号管脚和2号管脚)分别连接到输入电路106的输入信号以及开机延迟开放电路102的输出信号。当初始上电后，输入信号(源自单片机)尚未设置好初始工作状态，会存在未稳定的不受控信号，但由于电容两端电压不能突变，在第一个逻辑门CD1的1号管脚处于低电平状态，屏蔽了未稳定的不受控信号通过与门部分。随着VCC通过电阻R11对电解电容C11进行充电，使第一个逻辑门CD1的1号管脚上的电平逐步提高，等待了T时间(T＝0.7RC)使输入信号处于正常工作状态后，第一个逻辑门CD1的1号管脚上电平处于高电平，允许与门部分开通，这样输入信号通过逻辑门电路104进入到驱动电路108，对磁通变换器110进行正常控制。在断电时，为了使电解电容C11保存的电量尽快释放，电阻R11旁并联的一个二极管D11断电后电解电容C11上的电量释放提供了一条通路。这样，在下次上电前可保证电解电容C11二端电压基本为零，又可重新充电开始工作。
第二实施例
第二实施例中，执行器件为脱扣器。
图3揭示了根据第二实施例，防止低压电器执行器件误动作的装置200的电路原理图，该装置包括滤波电路，该滤波电路包括：
互感器202，采集电流并产生输入信号；
比较器204，一个输入端连接互感器202的输出、另一个输入端连接一预定的阀值；
第一滤波电路206，连接到比较器204的输出，对窄带干扰信号进行滤波；
单稳态触发器208，连接到第一滤波电路206的输出，输出脉冲信号；
第二滤波电路210，连接到单稳态触发器208的输出，第二滤波电路210包括延时电容，在延时电容充电期间，第二滤波电路210闭锁单稳态触发器的输出，第二滤波电路210的输出作为经稳态处理的输入信号而输出。该稳态处理的输入信号通过驱动电路212输出给脱扣器214。
参考图4，揭示了第二实施例的电路图。
如图4所示。Ua是互感器的输出信号，UH是预设的一个阀值，U1是比较器，比较器的正输入端连接UH、比较器的负输入端连接Ua。在没有发生故障的情况下，Ua小于UH，比较器U1的输出为高电平，即单稳态触发器U3的输入端A为高电平，当发生故障时，互感器的输出Ua超过预设的阀值UH，比较器U1的输出为低电平，即单稳态触发器的输入端A变为低电平，这样，单稳态的输入端A就从高电平变为低电平，该电平下降沿触发了单稳态触发器，使单稳态触发器U3的输出端Q产生了一个脉冲，该脉冲的宽度可由电阻R23、电容C21调节，该脉冲使开关管T2导通，脱扣器J1的线圈得电，脱扣器动作，主回路分断。
单稳态触发器U3由于其工作电源、触发信号等在上电时都存在一定的建立时间，这些因素容易导致其输出错误的信号，从而导致后级电路误动作。
本实施例解决了这一问题，其工作原理如下。如图4所示，单稳态触发器U3在没有触发信号时，其输出端为Q为低电平，而在上电时，由于电源电压Vc缓慢上升、输入信号(U3的引脚A)受到干扰等因素容易引起单稳态触发器U3的输出端Q输出高电平，该电平信号容易导致后级电路误动作。为了解决该问题，在单稳态触发器的输出端Q加入图4所示的滤波电路(第二滤波电路)。
上电时，电源Vc通过电阻R22向电容C23充电，在充电完成前，若单稳态触发器的输出端Q出现高电平，此时开关管T1(如PNP型三极管)的基极电位小于Q的电平，因此，开关管T1导通，导通后由于开关管T1的发射极、集电极之间的钳位作用，将单稳态触发器的输出端Q钳位在一定的电压范围之内，避免了过高的Q点电平对后级电路产生误动作。
充电完成后，开关管T1的基极电平稳定且等于电源电平Vc，此时单稳态触发器也完成了上电过程，进入正常运行状态，在正常运行状态时，当单稳态触发器的输入引脚A接收到外部触发信号时，输出端Q输出一个脉冲，在脉冲高电平时(即Q为高电平的时候)，由于开关管基极电平等于电源电平Vc，因此开关管T1不导通，不会将单稳态触发器此时的输出Q钳位在低电平，从而保证后级电路的正常触发。
断电后，为了使电容C23储存的电量尽快地释放，电路加入了二极管D22，当断电后，即Vc等于零，此时电容C23的储存的电量通过D22快速地释放，为下一次电源上电做准备。
此外，电阻R21、电容C22能对比较器的输出进行简单的滤波(构成第一滤波电路)。当外界干扰导致比较器输出很窄的干扰信号时，电阻R21和电容C22能将其抑制，进一步确保脱扣器可靠地工作。
本发明的防止低压电器执行器件误动作的装置简单实用，可有效防止低压电器的执行器件误动作，提高低压电器执行器件的抗干扰能力。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (3)

1.一种防止低压电器执行器件误动作的装置，其特征在于，所述防止低压电器执行器件误动作的装置连接在输入信号与一驱动电路之间，所述驱动电路输出驱动信号驱动执行器件动作，其中，所述防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路或滤波电路，所述逻辑延时电路或滤波电路接收输入信号，并输出经稳态处理的输入信号给所述驱动电路，所述驱动电路基于经稳态处理的输入信号产生驱动信号；
其中，所述逻辑延时电路包括：
开机延迟开放电路，产生延时信号；
逻辑门电路，接收所述开机延迟开放电路产生的延时信号，还接收输入信号，通过所述延时信号和输入信号的逻辑组合，输出经稳态处理的输入信号；
其中，所述滤波电路包括：
互感器，采集电流并产生输入信号；
比较器，一个输入端连接所述互感器的输出、另一个输入端连接一预定的阀值；
第一滤波电路，连接到所述比较器的输出，对窄带干扰信号进行滤波；
单稳态触发器，连接到所述第一滤波电路的输出，输出脉冲信号；
第二滤波电路，连接到所述单稳态触发器的输出，所述第二滤波电路包括延时电容，在延时电容充电期间，所述第二滤波电路闭锁所述单稳态触发器的输出，所述第二滤波电路的输出作为经稳态处理的输入信号而输出。
2.如权利要求1所述的防止低压电器执行器件误动作的装置，其特征在于，所述防止低压电器执行器件误动作的装置包括逻辑延时电路时所述执行器件为磁通变换器。
3.如权利要求1所述的防止低压电器执行器件误动作的装置，其特征在于，所述防止低压电器执行器件误动作的装置包括滤波电路时所述执行器件为脱扣器。
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